【正文】 殘留液。則： V 1 圖 22 醪塔示意圖醪塔上升蒸汽為： V 1=12477%/%=1999（kg） 殘留液量： Wx=124771999=10478 (kg)成熟醪比熱容為： c 1=() =（%） =[kJ/（kg根據(jù)熱量衡算得，可消耗蒸汽量為： D1=(Q3+Q4 +QnQ1)/(Icwt4) =(+)106/(105）99% =2199（kg)采用直接蒸汽加熱，則塔底排出廢醪量為： Wx+D1=10478+2199=12677(kg) 100000t/a 淀粉原料酒精廠總物料衡算前面對淀粉原料生產(chǎn) 1000kg 酒精（95%）進(jìn)行了物料平衡計算，以下對1000t/a 木薯干原料酒精廠進(jìn)行計算，設(shè)計年生產(chǎn) 300 天。19 / 54表 22 100000t/a 淀粉原料酒精廠物料衡算表數(shù)量項目生產(chǎn)1000k 酒精物料量（kg）每小時數(shù) 量（t）每天數(shù)量（t）每年數(shù)量(t)成品酒精次品酒精980203341002002046木薯干原料 259895a淀粉酶 1041糖化酶 1949硫酸銨 硫酸 511蒸煮粉漿 144 1036890成熟蒸煮醪 10321 1055280糖化醪 12327 175 1260390蒸煮發(fā)酵醪 12477 1270620雜醇油 5 510二氧化碳 902 92226廢醪 12677 1296174第 3 章 酒精生產(chǎn)各工段物料和熱量衡算 蒸煮工段的物料和熱量衡算 蒸煮工段的工藝流程蒸煮工段的工藝流程如圖 31 所示 蒸煮各工段的物料和熱量衡算粉碎的淀粉質(zhì)原料投入調(diào)漿罐與生產(chǎn)過程回收的溫水混合，設(shè)水溫為 T0=70℃.調(diào)漿罐是分批操作，為了保證連續(xù)蒸煮的進(jìn)行，設(shè)兩只調(diào)漿罐，每 30 分鐘輪換使用一次，根據(jù)前面計算可以得到，每罐投料量 G’=G/2=36100/2=18050kg/h，按加水比為1： W1‘=72200kg/h，木薯干以含水 13%計，即其干物質(zhì)含量為 B0=87%，若原料投料混合溫度為 t0=25℃，則可計算出粉漿溫度 t1,取水的比熱Cw=[kj/()],則：木薯干比熱：C 0=()=()= kJ/()此處排出蒸汽量為： D2=W4W5=15580153161=2689(kg/h)經(jīng)真空冷卻器后最終的蒸煮醪量為 W6=153161153191()/2351 =143185(kg/h)式中 2351——真空冷卻溫度為 62℃下的飽和蒸汽的氣化潛熱（kJ/K） 。其中固體曲 5%：g=5%36100=1805(kg/h)糖化補(bǔ)充水：335121805=31707（kg/h）一般固體曲含水量為 2430%，現(xiàn)以 27%計，則曲乳的固形物濃度為： B2=1805（127%）/31707=%比熱： c m=+()/100=(kJ/)設(shè)曲乳溫度為 tm=25℃,則糖化醪溫度為： tg1=(W6c6t6+mcmtm)/(G1cg)這時糖化醪濃度為： Bg=[36100+1805()]/178058 =%糖化醪的比熱：c g=+()/100=[kj/()]糖化醪溫度： t g1=(W6c6t6+mcmtm)/(G1cg) =（14454662+3351225）/（178058） =（℃）糖化醪先拿出 7%做酵母，然后通過噴淋器冷卻，要求溫度由 tg1=℃下降到tg2=28℃左右，現(xiàn)取溫度為 17℃的深井水，其終溫為 tw1=35℃,則冷卻水耗量為： W1’=93%G1cg(tg1tg2)/[c1(tw2tw1)] =178058()/[(3517)] =221109(kg/h)若用發(fā)酵酒母罐的冷卻廢水或噴淋冷卻水可經(jīng)過涼水塔冷卻，故初溫這里取Tw2=20℃,為安全起見，T w2’=35℃,這樣冷卻水消耗量為： W2’=D3(IcgTw2’)/[cw(Tw2’Tw2)] =9976(235135)/[(3520)] =350783(kg/h)糖化過程中的物料和熱量衡算匯總于表 32:23 / 54表 32 糖化過程中的物料和熱量衡算匯總表進(jìn)入系統(tǒng)物料(Kg/h) 熱量(kJ/h)項目 符號 數(shù)量 符號 數(shù)量10 8成熟蒸煮醪曲乳噴射泵冷卻水噴淋冷卻水二次排出空氣累計W1mW1’W2’D3144546335122211093507839976759926W1c1t1McmtmW1’cwtw1W2’cwtw2D3I3離開系統(tǒng)物料(Kg/h) 熱量(kJ/h)項目 符號 數(shù)量 符號 數(shù)量10 8冷卻糖化醪噴射泵冷卻水噴淋冷卻水酒母糖化醪W1’W2’ +D316559322110936075912464W1’cwtw1’W’’cwtw2’累計 759926 發(fā)酵工段的物料和熱量衡算酒母醪中補(bǔ)充糖化劑（以固體曲量計）量為： m2’=G/(5/6)1/6=1/5=361(kg/h)補(bǔ)充 60℃溫水量與糖化劑與用作酒母的糖化醪和應(yīng)滿足發(fā)酵接種量得 10%的需要，因此補(bǔ)充水量應(yīng)為： Mw=10%7%G1m2’ =178058178058361 =3734(kg/h)這樣酒母糖化醪量為： g’=7%G1+m2+mw=178058+361+3734=16558(kg/h)設(shè)糖化過程維持在 tg1=℃,糖化結(jié)束回收蒸汽消耗量為： Dg=g’cg(tg3tg1)/[Itg3cw] =16559(8056)/[268780] =625(kg/h)滅菌 1530min 后冷卻至 tg4=27℃接種，則冷卻水量為： W3=(g’+Dg)cg(tg3tg4)/[cw(tw1’tw1)] =（16599+625）（8027）/[(3517)] =44061(kg/h)酒母擴(kuò)大過程按 1:10 擴(kuò)大。醪塔精餾塔分 子 篩 脫 水 塔圖 33 兩塔氣相過塔工藝流程圖 醪塔醪塔流程如圖 34 所示。一般次等酒的數(shù)量為精餾塔成品酒精的 2%左右，則進(jìn)入醛塔的次等酒數(shù)量為：P1=1420098%2%=278(kg/h) 一般脫醛液的濃度為 50%（v）相當(dāng)于 %（w） ，同時一般醛酒濃度與次等酒濃度均按 95%（v）計，相當(dāng)于 %（w） ，則脫醛液數(shù)量為：F2=(V1y1+P1xFAxA)/xF2 =(28710%+278%28492,41) /%29 / 54 =21911(kg/h)則塔底補(bǔ)充加熱蒸汽量為： D2=A+F2V1P1 =284+3191128710278 =3207(kg/h)現(xiàn)列醛塔的熱量衡算式： V1i7+D2I2+R1AcAtA+P1cP1tP1=(R1+1)Ai8+F2cF2tF2+qn式中 I2——醛塔加熱蒸汽含量，設(shè)為 （表壓）蒸汽，則I2=2684（kJ/kg） cA,cP1—分別為醛酒和次等酒的比熱，可以取 95%的酒精比熱，c A = cp1=[kj/()] tA,tP1——醛酒回流液和次等酒進(jìn)醛塔的溫度，可以取 tA = tpc =℃ i8——為 95%酒精蒸汽的熱焓， i 8=1166（kJ/kg） cF2——脫醛液的比熱，按 50%（v）酒精查得 c F2=[kj/()] tF2——脫醛液離開溫度，即 50%（v）的沸點 ℃取醛塔熱損失與醪塔相同，由上面公式可以醛塔操作的回流比： R1=(V1i7+D2I2+P1cptPAi8F2cF2tF2qn)/(Ai8AcAtA)帶入數(shù)據(jù)解得 R 1=醛塔的物料衡算和熱量衡算匯總于表 35. 精餾塔在精餾過程中雜醇油的量約為塔頂餾出酒精的 %，則雜醇油量 m0為：m0=%P=%14200=71(kg/h)雜醇油酒精約為塔頂取餾出酒精的 2%左右，在雜醇油分離器內(nèi)約加入 4 倍左右的稀釋水，分油后的稀酒精用塔底的蒸餾廢水經(jīng)預(yù)熱到 80℃，仍回入精餾塔，這部分稀釋酒精的數(shù)量為：部分蒸汽 H=2%P=2%14200=284(kg/h)部分稀釋酒精 H’=(1+4)Hm0=528471=1349(kg/h)表 35 蒸餾工段醛塔物料和熱量匯總表進(jìn)入系統(tǒng)物料(Kg/h) 熱量(kJ/h)項目 符號數(shù)量 符號 數(shù)量10 7醪塔來蒸汽精塔來次等蒸汽加熱蒸汽回流液累計V1P1D2 28710278320732195V1i7P1cP1tpD2I2R1cAtA 離開系統(tǒng)物料(Kg/h) 熱量(kJ/h)項目 符號 數(shù)量 符號 數(shù)量10 7脫醛液醛酒上升蒸汽熱損失F2A31911284F2cF2tF2(R1+1)i8t8qn累計 32195 物料平衡式求 Ws（廢液）：F2+H’=P+P1+Ws+H則 Ws= F2+H’PP1H =31911+134914200278284 =18498(Kg/h)熱量平衡：F2cF2tF2+D3I9+H’cHtH+R2(P1+P)tPcP=(R2+1)(P1+P)i9+PtPcP+HiH+(D3+Ws)tW3+qn’式中 R 2——精餾塔回流比，這里取 331 / 54 I9——精餾塔加熱蒸汽焓， 表壓 I 9=2687(kJ/kg) cH——為雜醇油分離器稀酒精比熱，稀酒精濃度為： xH’=xH(Hm0)/H’=%(28471)/1349=%在酒精工業(yè)手冊附錄中查得其比熱為 （） %——為雜醇油酒精的重量百分濃度，與液相濃度 55%（v）相平衡 tP——成品酒精的飽和溫度 ℃ i9——塔頂上升蒸汽熱含量，i 9=1166kJ/kg iH——雜醇油酒精蒸汽熱含量，應(yīng)為:1496kJ/kg tW3——精餾塔塔底溫度，取 104℃ qn’——精餾塔熱損失，設(shè) qn’=2%D3I3將以上數(shù)據(jù)代入熱量衡算式中可以解得 D3=12491(kg/h)塔底排出的廢水量應(yīng)為： G6=WS+D3 =18498+12491=30989(kg/h)精餾塔物料和熱量衡算結(jié)果匯總于表 36.表 36 精餾塔物料和熱量衡算匯總表 進(jìn)入系統(tǒng) 離開系統(tǒng)項目物料Kg/h熱量107 kJ/h項目物料Kg/h熱量107kJ/h成熟醪 31911 成品酒精 14200 加熱蒸汽 12491 次品酒精 278 部分稀釋酒精 1349 部分蒸汽 284 回流液 廢水量 30989 上升蒸汽 熱損失 合計 45757 合計 45757 酒精廠生產(chǎn)過程中的供氣衡算 蒸煮糖化和蒸餾工段蒸汽消耗和廢氣排放量的計算由前面的基礎(chǔ)計算有：蒸煮加熱器： D 1=D1’+D2’=5049+7347=12396(Kg/h)醪塔： D 2=35071 (Kg/h)精餾塔： D 3=12491 (Kg/h)共耗用蒸汽： D= D 1+ D2+ D3 =59958(Kg/h)產(chǎn)生的二次蒸汽：第二維持罐產(chǎn)生的蒸汽溫度：88℃，連續(xù)生產(chǎn)需要的氣量是穩(wěn)定的，從上面可以看出來，每小時需要新鮮空氣 59958 Kg/h，此外，醪塔，精餾塔底的廢醪量大，溫度高，可以利用蒸汽噴射泵將廢醪進(jìn)行真空蒸發(fā)